lib/Target/SystemZ/SystemZSelectionDAGInfo.cpp

   1 //===-- SystemZSelectionDAGInfo.cpp - SystemZ SelectionDAG Info -----------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the SystemZSelectionDAGInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "SystemZTargetMachine.h"
  15 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
  16
  17 using namespace llvm;
  18
  19 #define DEBUG_TYPE "systemz-selectiondag-info"
  20
  21 // Decide whether it is best to use a loop or straight-line code for
  22 // a block operation of Size bytes with source address Src and destination
  23 // address Dest.  Sequence is the opcode to use for straight-line code
  24 // (such as MVC) and Loop is the opcode to use for loops (such as MVC_LOOP).
  25 // Return the chain for the completed operation.
  26 static SDValue emitMemMem(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, unsigned Sequence,
  27                           unsigned Loop, SDValue Chain, SDValue Dst,
  28                           SDValue Src, uint64_t Size) {
  29   EVT PtrVT = Src.getValueType();
  30   // The heuristic we use is to prefer loops for anything that would
  31   // require 7 or more MVCs.  With these kinds of sizes there isn't
  32   // much to choose between straight-line code and looping code,
  33   // since the time will be dominated by the MVCs themselves.
  34   // However, the loop has 4 or 5 instructions (depending on whether
  35   // the base addresses can be proved equal), so there doesn't seem
  36   // much point using a loop for 5 * 256 bytes or fewer.  Anything in
  37   // the range (5 * 256, 6 * 256) will need another instruction after
  38   // the loop, so it doesn't seem worth using a loop then either.
  39   // The next value up, 6 * 256, can be implemented in the same
  40   // number of straight-line MVCs as 6 * 256 - 1.
  41   if (Size > 6 * 256)
  42     return DAG.getNode(Loop, DL, MVT::Other, Chain, Dst, Src,
  43                        DAG.getConstant(Size, DL, PtrVT),
  44                        DAG.getConstant(Size / 256, DL, PtrVT));
  45   return DAG.getNode(Sequence, DL, MVT::Other, Chain, Dst, Src,
  46                      DAG.getConstant(Size, DL, PtrVT));
  47 }
  48
  49 SDValue SystemZSelectionDAGInfo::
  50 EmitTargetCodeForMemcpy(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Chain,
  51                         SDValue Dst, SDValue Src, SDValue Size, unsigned Align,
  52                         bool IsVolatile, bool AlwaysInline,
  53                         MachinePointerInfo DstPtrInfo,
  54                         MachinePointerInfo SrcPtrInfo) const {
  55   if (IsVolatile)
  56     return SDValue();
  57
  58   if (auto *CSize = dyn_cast<ConstantSDNode>(Size))
  59     return emitMemMem(DAG, DL, SystemZISD::MVC, SystemZISD::MVC_LOOP,
  60                       Chain, Dst, Src, CSize->getZExtValue());
  61   return SDValue();
  62 }
  63
  64 // Handle a memset of 1, 2, 4 or 8 bytes with the operands given by
  65 // Chain, Dst, ByteVal and Size.  These cases are expected to use
  66 // MVI, MVHHI, MVHI and MVGHI respectively.
  67 static SDValue memsetStore(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Chain,
  68                            SDValue Dst, uint64_t ByteVal, uint64_t Size,
  69                            unsigned Align,
  70                            MachinePointerInfo DstPtrInfo) {
  71   uint64_t StoreVal = ByteVal;
  72   for (unsigned I = 1; I < Size; ++I)
  73     StoreVal |= ByteVal << (I * 8);
  74   return DAG.getStore(Chain, DL,
  75                       DAG.getConstant(StoreVal, DL,
  76                                       MVT::getIntegerVT(Size * 8)),
  77                       Dst, DstPtrInfo, false, false, Align);
  78 }
  79
  80 SDValue SystemZSelectionDAGInfo::
  81 EmitTargetCodeForMemset(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Chain,
  82                         SDValue Dst, SDValue Byte, SDValue Size,
  83                         unsigned Align, bool IsVolatile,
  84                         MachinePointerInfo DstPtrInfo) const {
  85   EVT PtrVT = Dst.getValueType();
  86
  87   if (IsVolatile)
  88     return SDValue();
  89
  90   if (auto *CSize = dyn_cast<ConstantSDNode>(Size)) {
  91     uint64_t Bytes = CSize->getZExtValue();
  92     if (Bytes == 0)
  93       return SDValue();
  94     if (auto *CByte = dyn_cast<ConstantSDNode>(Byte)) {
  95       // Handle cases that can be done using at most two of
  96       // MVI, MVHI, MVHHI and MVGHI.  The latter two can only be
  97       // used if ByteVal is all zeros or all ones; in other casees,
  98       // we can move at most 2 halfwords.
  99       uint64_t ByteVal = CByte->getZExtValue();
 100       if (ByteVal == 0 || ByteVal == 255 ?
 101           Bytes <= 16 && countPopulation(Bytes) <= 2 :
 102           Bytes <= 4) {
 103         unsigned Size1 = Bytes == 16 ? 8 : 1 << findLastSet(Bytes);
 104         unsigned Size2 = Bytes - Size1;
 105         SDValue Chain1 = memsetStore(DAG, DL, Chain, Dst, ByteVal, Size1,
 106                                      Align, DstPtrInfo);
 107         if (Size2 == 0)
 108           return Chain1;
 109         Dst = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, PtrVT, Dst,
 110                           DAG.getConstant(Size1, DL, PtrVT));
 111         DstPtrInfo = DstPtrInfo.getWithOffset(Size1);
 112         SDValue Chain2 = memsetStore(DAG, DL, Chain, Dst, ByteVal, Size2,
 113                                      std::min(Align, Size1), DstPtrInfo);
 114         return DAG.getNode(ISD::TokenFactor, DL, MVT::Other, Chain1, Chain2);
 115       }
 116     } else {
 117       // Handle one and two bytes using STC.
 118       if (Bytes <= 2) {
 119         SDValue Chain1 = DAG.getStore(Chain, DL, Byte, Dst, DstPtrInfo,
 120                                       false, false, Align);
 121         if (Bytes == 1)
 122           return Chain1;
 123         SDValue Dst2 = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, PtrVT, Dst,
 124                                    DAG.getConstant(1, DL, PtrVT));
 125         SDValue Chain2 = DAG.getStore(Chain, DL, Byte, Dst2,
 126                                       DstPtrInfo.getWithOffset(1),
 127                                       false, false, 1);
 128         return DAG.getNode(ISD::TokenFactor, DL, MVT::Other, Chain1, Chain2);
 129       }
 130     }
 131     assert(Bytes >= 2 && "Should have dealt with 0- and 1-byte cases already");
 132
 133     // Handle the special case of a memset of 0, which can use XC.
 134     auto *CByte = dyn_cast<ConstantSDNode>(Byte);
 135     if (CByte && CByte->getZExtValue() == 0)
 136       return emitMemMem(DAG, DL, SystemZISD::XC, SystemZISD::XC_LOOP,
 137                         Chain, Dst, Dst, Bytes);
 138
 139     // Copy the byte to the first location and then use MVC to copy
 140     // it to the rest.
 141     Chain = DAG.getStore(Chain, DL, Byte, Dst, DstPtrInfo,
 142                          false, false, Align);
 143     SDValue DstPlus1 = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, PtrVT, Dst,
 144                                    DAG.getConstant(1, DL, PtrVT));
 145     return emitMemMem(DAG, DL, SystemZISD::MVC, SystemZISD::MVC_LOOP,
 146                       Chain, DstPlus1, Dst, Bytes - 1);
 147   }
 148   return SDValue();
 149 }
 150
 151 // Use CLC to compare [Src1, Src1 + Size) with [Src2, Src2 + Size),
 152 // deciding whether to use a loop or straight-line code.
 153 static SDValue emitCLC(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Chain,
 154                        SDValue Src1, SDValue Src2, uint64_t Size) {
 155   SDVTList VTs = DAG.getVTList(MVT::Other, MVT::Glue);
 156   EVT PtrVT = Src1.getValueType();
 157   // A two-CLC sequence is a clear win over a loop, not least because it
 158   // needs only one branch.  A three-CLC sequence needs the same number
 159   // of branches as a loop (i.e. 2), but is shorter.  That brings us to
 160   // lengths greater than 768 bytes.  It seems relatively likely that
 161   // a difference will be found within the first 768 bytes, so we just
 162   // optimize for the smallest number of branch instructions, in order
 163   // to avoid polluting the prediction buffer too much.  A loop only ever
 164   // needs 2 branches, whereas a straight-line sequence would need 3 or more.
 165   if (Size > 3 * 256)
 166     return DAG.getNode(SystemZISD::CLC_LOOP, DL, VTs, Chain, Src1, Src2,
 167                        DAG.getConstant(Size, DL, PtrVT),
 168                        DAG.getConstant(Size / 256, DL, PtrVT));
 169   return DAG.getNode(SystemZISD::CLC, DL, VTs, Chain, Src1, Src2,
 170                      DAG.getConstant(Size, DL, PtrVT));
 171 }
 172
 173 // Convert the current CC value into an integer that is 0 if CC == 0,
 174 // less than zero if CC == 1 and greater than zero if CC >= 2.
 175 // The sequence starts with IPM, which puts CC into bits 29 and 28
 176 // of an integer and clears bits 30 and 31.
 177 static SDValue addIPMSequence(SDLoc DL, SDValue Glue, SelectionDAG &DAG) {
 178   SDValue IPM = DAG.getNode(SystemZISD::IPM, DL, MVT::i32, Glue);
 179   SDValue SRL = DAG.getNode(ISD::SRL, DL, MVT::i32, IPM,
 180                             DAG.getConstant(SystemZ::IPM_CC, DL, MVT::i32));
 181   SDValue ROTL = DAG.getNode(ISD::ROTL, DL, MVT::i32, SRL,
 182                              DAG.getConstant(31, DL, MVT::i32));
 183   return ROTL;
 184 }
 185
 186 std::pair<SDValue, SDValue> SystemZSelectionDAGInfo::
 187 EmitTargetCodeForMemcmp(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Chain,
 188                         SDValue Src1, SDValue Src2, SDValue Size,
 189                         MachinePointerInfo Op1PtrInfo,
 190                         MachinePointerInfo Op2PtrInfo) const {
 191   if (auto *CSize = dyn_cast<ConstantSDNode>(Size)) {
 192     uint64_t Bytes = CSize->getZExtValue();
 193     assert(Bytes > 0 && "Caller should have handled 0-size case");
 194     Chain = emitCLC(DAG, DL, Chain, Src1, Src2, Bytes);
 195     SDValue Glue = Chain.getValue(1);
 196     return std::make_pair(addIPMSequence(DL, Glue, DAG), Chain);
 197   }
 198   return std::make_pair(SDValue(), SDValue());
 199 }
 200
 201 std::pair<SDValue, SDValue> SystemZSelectionDAGInfo::
 202 EmitTargetCodeForMemchr(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Chain,
 203                         SDValue Src, SDValue Char, SDValue Length,
 204                         MachinePointerInfo SrcPtrInfo) const {
 205   // Use SRST to find the character.  End is its address on success.
 206   EVT PtrVT = Src.getValueType();
 207   SDVTList VTs = DAG.getVTList(PtrVT, MVT::Other, MVT::Glue);
 208   Length = DAG.getZExtOrTrunc(Length, DL, PtrVT);
 209   Char = DAG.getZExtOrTrunc(Char, DL, MVT::i32);
 210   Char = DAG.getNode(ISD::AND, DL, MVT::i32, Char,
 211                      DAG.getConstant(255, DL, MVT::i32));
 212   SDValue Limit = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, PtrVT, Src, Length);
 213   SDValue End = DAG.getNode(SystemZISD::SEARCH_STRING, DL, VTs, Chain,
 214                             Limit, Src, Char);
 215   Chain = End.getValue(1);
 216   SDValue Glue = End.getValue(2);
 217
 218   // Now select between End and null, depending on whether the character
 219   // was found.
 220   SDValue Ops[] = {End, DAG.getConstant(0, DL, PtrVT),
 221                    DAG.getConstant(SystemZ::CCMASK_SRST, DL, MVT::i32),
 222                    DAG.getConstant(SystemZ::CCMASK_SRST_FOUND, DL, MVT::i32),
 223                    Glue};
 224   VTs = DAG.getVTList(PtrVT, MVT::Glue);
 225   End = DAG.getNode(SystemZISD::SELECT_CCMASK, DL, VTs, Ops);
 226   return std::make_pair(End, Chain);
 227 }
 228
 229 std::pair<SDValue, SDValue> SystemZSelectionDAGInfo::
 230 EmitTargetCodeForStrcpy(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Chain,
 231                         SDValue Dest, SDValue Src,
 232                         MachinePointerInfo DestPtrInfo,
 233                         MachinePointerInfo SrcPtrInfo, bool isStpcpy) const {
 234   SDVTList VTs = DAG.getVTList(Dest.getValueType(), MVT::Other);
 235   SDValue EndDest = DAG.getNode(SystemZISD::STPCPY, DL, VTs, Chain, Dest, Src,
 236                                 DAG.getConstant(0, DL, MVT::i32));
 237   return std::make_pair(isStpcpy ? EndDest : Dest, EndDest.getValue(1));
 238 }
 239
 240 std::pair<SDValue, SDValue> SystemZSelectionDAGInfo::
 241 EmitTargetCodeForStrcmp(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Chain,
 242                         SDValue Src1, SDValue Src2,
 243                         MachinePointerInfo Op1PtrInfo,
 244                         MachinePointerInfo Op2PtrInfo) const {
 245   SDVTList VTs = DAG.getVTList(Src1.getValueType(), MVT::Other, MVT::Glue);
 246   SDValue Unused = DAG.getNode(SystemZISD::STRCMP, DL, VTs, Chain, Src1, Src2,
 247                                DAG.getConstant(0, DL, MVT::i32));
 248   Chain = Unused.getValue(1);
 249   SDValue Glue = Chain.getValue(2);
 250   return std::make_pair(addIPMSequence(DL, Glue, DAG), Chain);
 251 }
 252
 253 // Search from Src for a null character, stopping once Src reaches Limit.
 254 // Return a pair of values, the first being the number of nonnull characters
 255 // and the second being the out chain.
 256 //
 257 // This can be used for strlen by setting Limit to 0.
 258 static std::pair<SDValue, SDValue> getBoundedStrlen(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL,
 259                                                     SDValue Chain, SDValue Src,
 260                                                     SDValue Limit) {
 261   EVT PtrVT = Src.getValueType();
 262   SDVTList VTs = DAG.getVTList(PtrVT, MVT::Other, MVT::Glue);
 263   SDValue End = DAG.getNode(SystemZISD::SEARCH_STRING, DL, VTs, Chain,
 264                             Limit, Src, DAG.getConstant(0, DL, MVT::i32));
 265   Chain = End.getValue(1);
 266   SDValue Len = DAG.getNode(ISD::SUB, DL, PtrVT, End, Src);
 267   return std::make_pair(Len, Chain);
 268 }
 269
 270 std::pair<SDValue, SDValue> SystemZSelectionDAGInfo::
 271 EmitTargetCodeForStrlen(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Chain,
 272                         SDValue Src, MachinePointerInfo SrcPtrInfo) const {
 273   EVT PtrVT = Src.getValueType();
 274   return getBoundedStrlen(DAG, DL, Chain, Src, DAG.getConstant(0, DL, PtrVT));
 275 }
 276
 277 std::pair<SDValue, SDValue> SystemZSelectionDAGInfo::
 278 EmitTargetCodeForStrnlen(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Chain,
 279                          SDValue Src, SDValue MaxLength,
 280                          MachinePointerInfo SrcPtrInfo) const {
 281   EVT PtrVT = Src.getValueType();
 282   MaxLength = DAG.getZExtOrTrunc(MaxLength, DL, PtrVT);
 283   SDValue Limit = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, PtrVT, Src, MaxLength);
 284   return getBoundedStrlen(DAG, DL, Chain, Src, Limit);
 285 }